Тихо Браге остается за границей вплоть до 1570 г., если не считать двух кратких визитов на родину. За это время он побывал в Виттенберге, Ростоке, Базеле и Аугсбурге, повсюду пополняя свои научные познания, конструируя и совершенствуя новые астрономические инструменты. Он изготовил, например, портативный секстант, но единственный путь к созданию новых, более точных инструментов состоял в увеличении их размеров, и в Аугсбурге Тихо строит первый из галереи гигантских инструментов — деревянный квадрант радиусом в 18 футов, а также пятифутовый небесный глобус.
В это же время происходят два события, отразившиеся на всей дальнейшей жизни Тихо. Первым была сабельная схватка на рождественской вечеринке с датским дворянином по имени Мандеруп Парсбьер, произошедшая в 1566 г. в Ростоке. Во время длившегося всего несколько мгновений поединка был отрезан кончик носа Тихо, и он вынужден был в дальнейшем пользоваться металлическим протезом, приклеиваемым к лицу специальным составом. Долгое время считалось, что протез был сделан из сплава золота и серебра, но, по-видимому, там присутствовала и медь, потому что при вскрытии могилы Тихо Браге в 1901 г. в центре лицевой части черепа было обнаружено отчетливое зеленое пятно. Другим событием была смерть дяди — Йергена Браге, умершего от воспаления легких в 1565 г. (Йерген бросился спасать короля, когда того сбросила с моста в воду испуганная лошадь, король остался невредим, но Йерген заболел и умер). Несмотря на всю привязанность, которую Тихо мог питать к своему приемному отцу, смерть Йергена означала для него, во-первых, возможность беспрепятственно заниматься любимым делом — астрономией, а во-вторых, независимость, поскольку Тихо становился наследником значительного состояния.
В 1570 г. Тихо Браге возвратился в Данию. Год спустя умер его отец Отто, родительское имение Кнудструп наследовал брат Тихо, Стен, а сам он поселился в доме своего дяди (тоже Стена), единственного изо всей семьи, кто одобрял его занятия астрономией. В этом доме Тихо в третий раз столкнулся с тайнами звездного мира — это была вспышка сверхновой 1572 г.
Важно подчеркнуть, что все эти столкновения с миром звезд — затмение 1560 г., соединение Юпитера и Сатурна 1563 г. и, наконец, новая 1572 г. — происходили совершенно случайно для Тихо, но гораздо более важно, что они послужили для него отправными пунктами отнюдь не случайных программ, выполняемых в течение последующих десятилетий с удивительным упорством, методичностью и увлечением.
Вечером 11 ноября 1572 г., возвращаясь домой из лаборатории дяди Стена, который увлекался химическими опытами и был не чужд алхимии, Тихо увидел необычайно яркую звезду в созвездии Кассиопеи, в том месте, где прежде никакой звезды не существовало. Не веря своим глазам, он настоял на том, чтобы несколько случайных прохожих подтвердили ему, что он не грезит, что в том месте, на которое он указывает, действительно находится яркая звезда. Впрочем, очень скоро оказалось, что в подобном подтверждении нет необходимости, поскольку вся Европа вскоре наблюдала неизвестную до тех пор звезду в созвездии Кассиопеи. Но никто не изучил ее с такой тщательностью, как это сделал Тихо.
В то время, как многие пытались связать появление новой звезды — вполне в духе алхимических представлений того времени — с различными экстраординарными событиями на самой Земле — от второго пришествия до знамения Варфоломеевской ночи, Тихо начал с того, что попытался возможно точно определить ее местоположение. Для этого он использовал деревянный секстант радиусом около пяти футов с ценой деления дуги в одну минуту, при помощи которого он в течение 1572–1573 гг. измерял угловые расстояния новой звезды от девяти наиболее ярких звезд в созвездии Кассиопеи, причем измерения проводились каждую ночь по нескольку раз. Эти измерения неопровержимо доказали, что новая находится вне планетных орбит на расстоянии от Земли, которое по тогдашним представлениям соответствовало сфере неподвижных звезд. (Результаты наблюдений Тихо показали, во-первых, что у новой отсутствует параллакс, т. е. угол, под которым был бы виден с нее диаметр Земли. Поскольку параллакс Луны равен приблизительно 1°, это означало, что новая находится значительно дальше Луны. Во-вторых, из результатов следовало, что расстояния между новой и звездами Кассиопеи не изменяются.)